Considere o eletrodo de calomelano
(sat.) nas condições padrão
. Determine os potenciais das pilhas formadas pelos eletrodos:
Passo 1
Resumo do enunciado: temos uma pilha formada por
- eletrodo de calomelano Hg|Hg₂Cl₂|KCl(sat), com E° = 0,2682 V
- eletrodo de zinco Zn|ZnSO₄ (0,0005 mol/L)
e a diferença de potencial medida é ε_pilha = 1,13 V.
Conteúdo da matéria: eletrólise, potenciais de eletrodos e equação de Nernst.
O que vamos precisar:
- a relação E_pilha = E_cátodo – E_ânodo
- a equação de Nernst para um par redox
Passo 2
Identificar cátodo e ânodo:
Como ε_pilha > 0, a redução ocorre no calomelano (cátodo) e a oxidação no zinco (ânodo).
Como ε_pilha > 0, a redução ocorre no calomelano (cátodo) e a oxidação no zinco (ânodo).
Passo 3
A partir de
isolamos o potencial do ânodo (que é o potencial de redução Zn²⁺/Zn):
Substituindo:
Passo 4
Confirmando com a equação de Nernst para
Zn²⁺ + 2 e⁻ → Zn(s):
Zn²⁺ + 2 e⁻ → Zn(s):
$$E = E^\circ - \frac{0,0592}{n}\log Q,
\quad n=2,;Q=\frac1{[\mathrm{Zn}^{2+}]}
E = -0,763V - \frac{0,0592}{2}\log!\Bigl(\frac1{0{,}0005}\Bigr)
\approx -0,86V,$$
batendo com o valor acima.
batendo com o valor acima.
Resposta
O potencial de redução do eletrodo Zn|ZnSO₄ (0,0005 mol/L) é aproximadamente –0,86 V.